双主动桥隔离双向DC-DC变换器（六）DAB-IBDC在HFLPCS中的应用

为了帮助自己和大家对双主动桥隔离双向DC-DC变换器有一个初步了解，将翻译一篇发表于IEEE on Power Electronics的高引用综述。无其他用途，仅学习交流用。

首先感谢原文作者给予的宝贵的学习机会。

原文名称：Overview of Dual-Active-Bridge Isolated Bidirectional DC–DC Converter for High-Frequency-Link Power-Conversion System     https://ieeexplore.ieee.org/document/6658916

广泛认为DAB-IBDC是下一代HFL PCS的核心电路，具有广阔的市场前景。在本节中，几种典型的DAB-IBDC用于HFLPCS的应用方案将是在世界范围内介绍。

A  蓄电池储能及不间断电源

一些文献讨论了DAB-IBDC在电池储能系统（BESS）中的应用，如图 17所示[114]、[115]。BESS采用DAB-IBDC代替传统的降压/升压电路和线频变压器，从而达到高功率密度、高效率和高功率传输能力[114]。在文献[114]和[115]中还提出了基于DABIBDC的接入高压电网的级联BESS。

文献[116]提出了一种基于DAB-IBDC的多功能模块化智能不间断电源（Intelligent UninterruptiblePower Supply，IUPS）系统，如图 18所示。IUPS由四个相同的H桥转换器组成，不仅可以实现传统UPS的所有基本功能，而且可以实现电源之间的循环使用。电网和蓄电池，在智能电网智能住宅的低压配电方面也有着应用前景。与BESS和IUPS应用类似，DAB-IBDC在汽车、电动和混合动力汽车以及可再生能源方面的应用也得到了讨论[117]-[120]。然而，由于电池电压总是随着充放电过程而变化，对于这类应用，高压直流电压必须与电池电压一起控制，以尽量减少功率循环和损耗。

B  固态变压器（Solid-State Transformer，SST）

文献[121]-[128]提出SST是未来可再生能源输送和管理系统的关键装置。SST的拓扑结构如图 19（a）所示。它利用多电平拓扑和传统的直流-交流逆变器分别处理7.2kV交流输入电压和120/240V交流输出电压。此外，DAB-IBDC被认为是高压和低压DC总线之间接口的永久关键部件。SST不仅可以替代传统的配电变压器，还可以提供电压暂降恢复、功率因数校正、故障限流等功能。与传统的配电变压器相比，SST降低了DAB-IBDC的体积和重量。在此基础上，一些研究还讨论了基于SST的分布式网络和微电网的求解方案[129]-[133]。除这些外，在文献[134]中对SST牵引应用技术进行了全面的讨论。

在图 19（a）中，SST主要针对交流变压器。基于SST概念，在文献[135]和[136]中对基于DAB-IBDC的直流变压器进行了分析，如图 19（b）所示。直流变压器中的DAB-IBDC以输入-串联、输出-并联结构连接，使低压（LV）开关能够使用，并且具有低传导损耗和良好的开关性能。采用高频操作，解决中压输入问题。在文献[137]-[139]中的DAB-IBDCs采用双半桥结构来降低功率损耗和成本。在文献[140]中，采用基于一种SiC JFETS和一个MOSFET的串联连接的紧凑、高压直流高压开关的共基连接SST。

C 背靠背（Back-to-Back，BTB）系统

文献[30]，[141]提出了一种6.6kV模块化多级级联BTB系统，其特点是使用多个DAB-IBDCs，如图 20所示。两套模块化具有低压步骤的级联PWM变换器对减轻电源谐波电流和EMI发射作出了重要贡献[141]。此外，DAB-IBDC的使用不仅提供了两个馈线之间的电流隔离，而且减少了系统的体积和重量，并导致没有循环零序电流。

BTB系统也是通用柔性电力管理项目中的关键设备，该项目旨在开发先进的电力转换技术，以满足未来电网在欧洲的需要[142]、[143]。在文献[144]中，BTB系统也用于中压电机驱动应用。